Razgovarajući danas sa Nešom (C.T. TAURUNUM) dopunio sam svoje znanje o nutritivnim elementima u ishrani šarana. Vodili smo jedan konstruktivan razgovor, razmenjivali znanja i iskustva, pa sam našao jedan sjajan tekst o aminokiselinama. Proteini su makroelementi koji cine 18-20 % naseg tela. Nalaze se u krvi, misicima, kozi, kostima, i u stalnom su turnoveru jer se razgraduju i ponovo sintetisu. Sve zive materije sadrze proteine ukljucujuci viruse i biljke. Rec "protein" potice od grcke reci protos sto znaci prvi. To su organske materije koje sadrze ugljenik, vodonik, kiseonik i azot, a ponekad i sumpor, fosfor, cink, gvozde i bakar. Jedinice grade proteina su aminokiseline. U prirodi se nalazi 20-25 aminokiselina, a u molekulu proteina 200 aminokiselina, sto znaci da se lanci aminokiselina ponavljaju vise puta. Kada se aminokiseline nalaze samostalno u krvi zovemo ih slobodne aminokiseline. Dve spojene aminokiseline zovu se dipeptidi; tri -tripeptidi; vise aminokiselina (50-100)-polipeptidi. Vise polipeptida cine proteine. Oni se razlikuju po broju aminokiselina, obliku molekula i frekvenciji javljanja. Osobine aminokiselina Vrednost proteina koje se nalaze u namirnicama biljnog i zivotinjskog porekla procenjuje se na osnovu aminokiselinskog sastava. Postoje aminokiseline koje se sintetisu u organizmu i nije ih potrebno unositi hranom i nazivamo ih neesencijalnim aminokiselinama. Medutim, izvestan broj aminokiselina, nas organizam nije u mogucnosti da sintetise, pa ih je stoga neophodno uzimati putem hrane. Njih nazivamo esencijalnim ili bitnim aminokiselinama i moraju se unositi putem hrane. U esencijalne aminokiseline se ubrajaju: Triptofan Fenil-alanin Lizin Treonin Valin Metionin Leucin Izoleucin Arginin Histidin Prvih osam aminokiselina su neophodne za odrzavanje azotne ravnoteze, dok je histidin esencijalan samo da decu u fazi rasta, a arginin odrasle osobe mogu sintetisati u tkivima ili to cine mikroorganizmi creva pa je fakultativno esencijalan. Njegov nedostatak pracen je poremecajem u stvaranju spermatozoida. Neesencijalne aminokiseline su: Glicin Alanin Serin Norleucin Asparagin Glutamin Hidroksi-glutamin Prolin Hidroksiprolin Citrulin Tirozin Cistin Vrste proteina na osnovu izgleda molekula 1. Fibrilarne: kolagen (tetiva, rskavica, kosti), elastin (zid krvnog suda), keratini (dlaka i nokti); 2. Globularni: albumini, globulini i histoni; 3. Konjugovani: nukleoproteini (proteini + nukleinske kiseline-sastojci su gena), mukoproteini (protein + polisaharid-sastojci enzima), lipoproteini (proteini + masti), hromoproteini (protein + pigment), fosfoproteini (protein + fosforna grupa), metaloproteini (protein + metal (Cu, Zn, Mg, Fe)-sastojci enzima); Funkcija proteina 1. Proteini su gradivne materije jer predstavljaju strukturnu komponentu tela i ulaze u sastav hormona, plazma proteina (albumin, globulin, fibrinogen), antitela, vitamina (triptofan, niacin), kosti, zuba hemoglobina, misica (mioglobin), 2. Obezbeduju rast i obnovu celije - esencijalni nutrijensi 3. Imaju vaznu ulogu u metabolizmu: kao enzimi katalizuju mnoge bioloske i hemijske reakcije, a kao neurotransmiteri omogucavaju prenosenje informacija do CNS-a feed back mehanizmom, 4. Odrzavaju acido-baznu i osmotsku ravnotezu (ako se smanji koncentracija proteina plazme smanjuje se i volumen krvi i dolazi do pojave edema). Imaju ulogu pufera (kada padne pH krvi /povisena kiselost/ oslobadaju se aminokiseline i omogucavaju odrzavanje pH 7,35-7,45, tj. pH krvi u fizioloskim granicama. Obratno kada se povisi pH krvi /smanjena kiselost/ vezuju H i tako smanjuju pH, 5. Izvor su energije 1g proteina = 4 cal, 6. Detoksikacija organizma (enzimi). Potrebe za proteinima Proteini su vitalni za nase zdravlje. Medutim, za potrebe u proteinima jos nije postignut konsenzus i najbolje ih je planirati tako da cine 10-15 % kalorijskog unosa/dan. Potrebe mogu biti kvantitativne (zavisi od kolicine azota) i kvalitativne (zavise od kolicine aminokiselina). The National research Caunsil trenutno smatra da su potrebe 0,8 g po kg telesne mase/dan (mesoviti, biljni i zivotinjski). Potrebe u proteinima mogu se definisati kao ona kolicina proteina koja obezbeduje azotnu ravnotezu odraslih i pozitivan azotni bilans kod dece. Buduci da covek jede mesavinu proteina biljne i zivotinjske hrane, ove norme se koriguju mnozenjem sa koeficijentom koji se dobija kada se "indeks neto proteinske iskoristljivosti" za proteine jajeta (100) podeli sa indeksom odgovarajuce mesavine proteina. Kako se "indeks neto proteinske iskoristljivosti" mesavine proteina prosecnog dnevnog obroka Jugoslovena krece oko 60, dnevna potreba muskarca kod strukture nase ishrane iznosi 1 g, a za odrasle zene 0.9 g na 1 kg telesne tezine. Trudnicama treba dodati 6 g, a dojiljama 17 g proteina visoke bioloske vrednosti (jaje, mleko). Od ukupne dnevne kolicine proteina, 50 % treba da su proteini zivotinjskog porekla, da bi "indeks neto proteinske iskoristljivosti" mesavina u dnevnom obroku bio oko 65. Da bi se zadovoljile kvalitativne potrebe u proteinima podrazumeva se adekvatan unos 8-10 esencijalnih aminokiselina. Test za proteinske potrebe Kod dece pracenje telesne tezine i telesne visine, tj. pracenje njihovog rasta je najbolji pokazatelj da su potrebe za proteinima koje unose zadovoljene kako u pogledu kvantiteta tako i pogledu kvaliteta. Kod odraslih potrebe se odredjuju tehnikom poznatom kao nitrogen (azotni bilans), tj. na osnovu azotne ravnoteze. Eksperimentalno je nadjeno da se azotna ravnoteza postize sa 44-53 g proteina. Meri se kolicina azota uneta hranom i izlucena iz organizma (urinom, fecesom, znojenjem, perutanjem koze, opadanjem kose i menstrualnom krvlju kod zena). Pozitivan bilans azota - unos azota je veci od gubitka. Negativan azotni bilans - unos azota manji od gubitaka. Azotni ekvilibrijum - unos jednak gubitku. Procena proteina u hrani Obzirom da proteini sadrzi azot koji cini prosecno 16 % proteina u namirnicama, faktorom konverzije na osnovu azota mozemo odrediti unos proteina (16/100=6.25). Izracunavanje grama belancevina=gram azota * 6.25 Izracunavanje gubitaka azota (proteina) 90 % azota izlucuje se urinom u obliku karbamida, masnih kiselina i kreatinina sto iznosi 8 g azota. 10 % azota izlucuje se fecesom sto iznosi 0.8 g azota. Ukupno se izluci 8.8 g. Gubitak proteina mozemo izracunati mnozenjem gubitka azota (8.8 g) sa faktorom konverzije (6.25) i to je jednako 55 g proteina. To je ujedno i sigurnosni dnevni unos. Mnoge neproteinske supstance, takodje, sadrze azot. To su slobodne aminokiseline, peptidi, urea, kreatinin, amonijak, nukleoproteini i dr. Ipak se uzima kao validna mera za procenu azotnog bilansa azot u hrani i azot u ekskretima. Prirodni izvori proteina Prirodni izvori proteina su gotove sve namirnice biljnog i zivotinjskog porekla, s tim sto se razlikuju po aminokiselinskom sastavu. Namirnice koje sadrze 8-10 esencijalnih aminokiselina u adekvatnom odnosu, tj. kompletne proteine, su jaja, mleko, meso (namirnice zivotinjskog porekla) i soja (namirnica biljnog porekla). Ostale namirnice ne sadrze dovoljan broj aminokiselina, ali njihovim kombinovanjem dobija se kompletan sastav aminokiselina. Ovo kombinovanje je znacajno kod vegeterijanske ishrane gde se iskljucivo konzumiraju namirnice biljnog porekla koje nemaju kompletan aminokiselinski sastav. Inace ovakve namirnice obezbeduju samo kvantitet, tj. zadovoljavaju potrebe u azotu (nekompletni proteini). To objasnjava zasto se toliko paznje posvecuje vrsti proteina u namirnicama. Procena kvaliteta proteina Kao sto je vazan kvantitet tako je vazan i kvalitet proteina. Da bi se potpuno zadovoljile potrebe za belancevinama. Godinama se istrazivao metod za procenu kvaliteta proteina. Danas su generalizovane tri tehnike za procenu kvaliteta proteina: I Bioloska vrednost (procena da li protein sadrzi esencijalne aminokiseline u odgovarajucem odnosu) Ako je protein adekvatne bioloske vrednosti azot ce se zadrzati posle apsorpcije jer su se belancevine iskoristile. Za maksimalnu apsorpciju proteina potrebno je da se proteini razloze na aminokiseline. Da bi se izracunala bioloska vrednost koristi se formula: Kolicina azota zadrzana u telu/kolicina azota apsorbovana u telu*100 % Ako je vrednost veca od 70 % to znaci da je 70 % proteina iskorisceno. Neto proteinska iskoristljivost nekih namirnica Jaja 100 Meso, riba 84 Mleko 75 Krompir 71 Pirinac 57 Soja 56 Pasulj, grasak, socivo 47 Zita 40 II Utilizacija, iskoristljivost proteina koja zavisi od apsorpcije (varenja). Izrazava se formulom: Kolicina azota zadrzanog u telu kroz Kolicina azota unetog hranom . III Odnos proteinske efikasnosti procenjuje se hranjenjem eksperimentalnih zivotinja proteinima i pracenjem njihovog rasta. Izracunava se kao gram povecanja telesne tezine na gram proteina unetog hranom. Definisanje kvalitetnog proteina Dobar protein je onaj koji sadrzi 8-10 esencijalnih aminokiselina u proporciji adekvatnoj za nase nutritivne potrebe.On obicno ima pola esencijalnih i pola neesencijalnih aminokiselina.To su proteini velike bioloske vrednosti (kompletni) animalni.Tu ubrajamo proteine: jajeta, mesa, mleka, ribe. Proteini koji se nalaze u biljnim namirnicama su proteini male bioloske vrednosti (nekompletni). To su proteini: zita (nedostaje lizin); kukuruz nedostaje (lizin i triptofan); leguminoze, kostunjavo voce , povrce i dr. Kod biljnih proteina jedna ili vise aminokiselinama je deficijentna i moraju se kombinovati. Potrebe u proteinima zavise od: Uzrasta (u periodu rasta potrebe su vece za 10-20 %, a od 25 godine vrednosti se smanjuju; Pol (iste su za oba pola 0,8 g kg TT/dan) Nutritivni status (kod gladovanja i pothranjenih osoba potrebe su vece) Fizioloskog stanja Trudnoca i dojenje (potrebe se povecavaju za 6 g kod trudnica i 17 g kod dojilja) Klima (u podrucjima sa hladnijom klimom kolicina proteina se smanjuje na racun povecanja ugljenih hidrata koji ce obezbediti energiju za odrzavanje toplote, a u mestima sa toplijom klimom treba nadoknaditi proteine koji se gube znojenjem) Aktivnost (kod neaktivnih osoba potrebno je obezbediti dovoljnu kolicinu proteina kako bi se regenerisala atroficna muskulatura, veca aktivnost ako nije pracena obilnim znojenjem zahteva samo dodatnu kolicinu kalorija) Kvalitet proteina i ukupnog energetskog unosa Emocionalni faktori (strah, napetost, depresija dovode do veceg izlucivanja azota) Bolesna stanja (stanja koja su pracena povisenom temperaturom dovode do povecanog bazalnog metabolizma, a samim tim i povecanih potreba za proteinima. Kolicina proteina kod odredenih oboljenja odreduje se na osnovu opsteg stanja i same prirode bolesti). Varenje proteina Varenje proteina traje dva do tri sata. Pocinje u zelucu pod dejstvom proteolitickih enzima (pepsin I ili gastriksin i pepsin II ili pepsinogen) i tu dolazi do razlaganja slozenog molekula proteina na velike molekule polipeptida. PH vrednost zeludacnog soka je 2. U tankom crevu pod dejstvom fermenata tripsina, himotripsina i karboksipolipeptaze, koje se luce u pankreasu, dolazi do razlaganja na male polipeptide, dipeptide i aminokiseline. Ovo se odvija u duodenalnom soku cija pH vrednost iznosi 6.5. U tankom crevu razgradi se na aminokiseline 98 % proteina unetih hranom. Znaci samo mali broj se ne vari i oni se apsorbuju u obliku polipeptida. Apsorpcija U tankom crevu proteini se apsorbuju u vidu aminokiselina, dipeptida i retko polipeptida. Apsorpcija se obavlja aktivnim transportom, sto znaci da je potrebna i energija da bi se proteini apsorbovali. Metabolizam proteina Iz lumena tankog creva aminokiseline ulaze u celije tankog creva uz pomoc nosaca (sto je obicno neki protein), a odatle putem krvi odlaze u venu porte, a zatim u jetru iz koje se transportuju u druge organe gde se aminokiseline koriste za sintezu proteina koji su potrebni organizmu. Najintenzivnije se ova sinteza odvija u jetri, misicima i sekretornim organima. Proces razgradnje pocinje deaminacijom, odnosno odvajanjem amonijaka pri cemu nastaju keto kisekine i amonijak. Amonijak prelazi u ureu i izlucuje se putem bubrega (20-30 g dnevno). Na ovaj nacin se gube proteini ukoliko nisu potrebni za dobijanje energije. Ako su celiji potrebni proteini kao energetski izvor (ukoliko u ishrani nedostaju ugljeni hidrati i masti) posle deaminacije keto kiseline ce se koristiti kao izvor energije. Keto kiseline lako prelaze u acetil koenzimA koji ulazi u Krebsov ciklus trikarbonskih kiselina. To je proces glukoneogeneze gde aminokiseline prelaze u glukozu i glikogen. 18 aminokiselina je sposobno da se transformise na ovaj nacin. Aminokiseline, takode, mogu da se transformisu u masne kiseline procesom ketogeneze i ovako se transformise 19 aminokiselina. Hormonska regulacija metabolizma proteina Hormon rasta. Ubrzava sinetezu proteina u celijama i porast proteina u krvi. Insulin. Ubrzava ulazak aminokiselina u celije, a istovremeno transportuje i glukozu, smanjuje se upotreba aminokiselina kao energetskog izvora. Glukokortikoidi. Smanjuju kolicinu proteina u tkivima, a u plazmi povecavaju koncentraciju aminokiselina. Ova razgradnja ekstrahepaticnih proteina znacajna je u keto i glukogenezi. Testosteron. Pomaze odlaganje proteina u tkiva, narocito u misice, tj. pospesuje njihovu sintezu. Deficit proteina Kvasiorhor i marazam Hronicni nedostatak proteina u hrani, a narocito proteina zivotinjskog porekla naziva se Kvasiorkor. Javlja se u siromasnim i zaostalim krajevima gde su deca odmah po rodenju lisena majcinog mleka. Ovaj deficit je cesto kombinovan sa deficitom vitamina. Bolest je pracena gubitkom apetita, slabim varenjem, zastojem u rastu i razvoju, dispigmentacijom kose (kosa postaje bakarnocrvena), edemima stopala. Posto se sindrom proteinskog deficita moze naci cak i kod dece koja su hranjenja majcinim mlekom, smatra se da veliku ulogu u nastanku oboljenja ima i kvalitet unetih proteina, odnosno kolicina aminokiselina koje sadrze sumpor (metionin). Marazam je malnutricija koja se javlja kao mesovit sindom proteinsko-kalorijskog deficita, tzv. proteinsko-kalorijska malnutricija. Ovaj sindrom je pracen zastojem u telesnom razvoju, malom telesnom tezinom i atrofijom misica. Prekomeran unos proteina Kao i kod ostalih nutrijenasa, tako i suficit proteina u ishrani doprinosi stvaranju masti u organizmu, a pored toga, hrana bogata proteinima je najcesce bogata i mastima. Usled prekomernog unosa proteina dolazi do: povecanja telesne tezine dehidratacije (kada se izlucuje putem bubrega, visak proteina za sobom povlaci i vece kolicine vode) gubitak Ca (ova razmatranja su jos u toku, a smatra se da prekomerna kolicina proteina dovodi do gubitka Ca iz kostiju i nastanka osteoporoze), npr. uzimanje suplemenata proteina bez adekvatnog unosa mlecnih prozvoda.
